丹東氨法與石灰石—石膏法煙氣脫硫技術比較分析

丹東       隨著我國對大氣汙染和環境保護（hù）的日益重視,煙氣脫硫技術（shù）得（dé）到了快速（sù）發展,脫硫技術越來越多,脫硫效率也越來（lái）越高。目前,我國煙氣脫硫技術主要有幹法（fǎ）、半幹法和濕法三種。其中濕法脫硫工藝應用最廣,濕法脫（tuō）硫包括氨法（fǎ）(即氨-硫酸銨法)、石灰石法(石灰石-石膏法)、堿法(鈉堿與雙堿法（fǎ）)和金屬氧化物吸收法等,我國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是（shì）石灰石-石膏濕法脫硫工藝。石灰石法主要應用在火電、鋼（gāng）鐵和有色冶煉行業,而氮肥、焦化和煤化工行業多以氨法為主。

丹東

 
　　1、 石灰石-石膏法脫硫技術特點
 
　　石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術已（yǐ）有幾（jǐ）十年的運行經驗,是目（mù）前世界技術上成熟、實用業績（jì）最多、運行狀況較穩定的脫硫工藝。
 
　　石灰石-石（shí）膏法脫硫是把石灰（huī）石磨成粉後與水混（hún）合,職稱石（shí）灰石漿液,不斷補充（chōng）道吸收塔內。煙氣在吸收塔內向上流（liú）動北鄉下流動的（de）循環漿液以逆（nì）流方式洗滌,循環漿（jiāng）液則通過循環泵向上輸送到噴（pēn）漿層內（nèi）設置的噴（pēn）嘴噴射到吸收塔中,氣體和液體得以充分接觸（chù）,一邊脫除SO2、SO3、HCI和HF,同時生成的CaSO4在吸收塔底部與鼓入（rù）的氧化空氣發生（shēng）化學（xué）反應,最終生成石膏。吸收塔底部的石膏漿液先在水力激流器（qì）中脫水支含固量餘額（é）40%,然後經（jīng）帶（dài）式真空過濾機過濾,得到含水量小於10%的石膏。脫硫後的經驗起經兩級除霧器去除水分,通過煙道進入煙囪排向大氣。
 
　　石灰石-石膏法脫硫工藝係統主要包括:煙氣係統、吸（xī）收氧化係統、漿液製備係統（tǒng）、石膏脫水係統、排放係統等,脫硫效率高達95%,吸收器利用（yòng）率90%,鈣硫比低,脫硫塔阻力（lì）約2000kPa,脫硫副產品為石膏。在不同的煙氣負荷及SO2濃度下均可保持較高的脫硫（liú）效（xiào）率和較好的係統穩定性。
 
　　2、 氨法脫硫技術特點
 
　　氨（ān）法脫硫工藝是將原煙氣引入脫硫塔中,與循（xún）環吸（xī）收溶液逆流接觸反應生成亞硫酸銨;脫硫後的淨煙氣經二級除霧器去除霧滴,由煙囪排向大氣。亞硫酸銨在塔底被氧化成硫胺,35%的硫胺溶液由（yóu）料（liào）液取出泵（bèng）從脫硫塔打入母液箱,在（zài）進入設置有抽真空係（xì）統（tǒng）的政法結晶器,料液在70℃左右（yòu）達到沸點,比正常蒸發下（xià）降了40℃,大大降低了蒸汽用（yòng）量;蒸發潔淨器出口為含固量30%的硫酸銨料漿,經離心機進一步分離後進入幹燥劑糟溜,得到含水率3%的硫酸銨產品。
 
　　氨（ān）法脫硫工藝主要（yào）包括:煙氣（qì）係統、吸收氧化係統、脫（tuō）水係統等,脫硫效率高達99%,並可同（tóng）時脫除20%左右的NOX,吸收劑利用率100%脫硫（liú）塔（tǎ）阻力僅約1kPa,脫硫副產（chǎn）品為硫酸銨。
 
　　3、 綜合分（fèn）析
 
　　3.1 技術分析
 
　　(1)石灰石—石膏法（fǎ）占地麵積相對較大（dà）,幾乎是氨法的（de）兩倍;(2)脫硫塔（tǎ）阻力大,幾乎是氨法（fǎ）的兩倍;(3)石灰石（shí）—石膏法漿液循環量大,耗電量較高;(4)氨法脫硫效率高,且可脫除部（bù）分NOX;(5)氨法脫硫技術存在問題是愛出煙氣中的按（àn）生（shēng）成亞硫酸銨、硫酸銨（ǎn）和氯化銨等難以除去的氣溶膠,造成氨損失和煙（yān）霧排放;硫胺結晶（jīng）過（guò）程能耗大,對加熱器（qì）材質要求較高;設備國產化程度較（jiào）石灰石—石膏法（fǎ）較低。
 
　　3.2 經濟分析（xī）
 
　　石灰石—石膏法所用脫硫劑石灰石價格低廉,二氨法脫硫技（jì）術吸收劑氨的費用較高,占運行成本的比（bǐ）重較大。隨著工藝和（hé）設備國產化程度的不（bú）斷提高,石灰石—石膏法造價已大幅降低,其運行費（fèi）用主要集（jí）中在點好上,因此進一步降低電耗是石灰石—石膏法（fǎ）工藝技改的關鍵。氨法脫硫技（jì）術的（de）副產品（pǐn）硫酸（suān）銨售價在800～1000元/噸,銷售收入可以抵消大部分脫硫成本,時期發電成本（běn）低於（yú）石灰（huī）石（shí）—石膏法,可（kě）以預測當煙（yān）氣中SO2含量更高時,氨法脫硫項目有可能實現盈利。
 
　　3.3 安全性分析
 
　　3.3.1 脫（tuō）硫劑的（de）安全性
 
　　石灰石法煙氣脫硫所使用的脫硫劑為石灰石,石灰石物化性質穩定,直接接（jiē）觸對人體無危害。加工時有揚塵,會（huì）刺激眼睛、呼吸係統和皮膚,應（yīng）佩戴防塵口罩予以防護。石灰石不屬於易燃、易爆、易中毒物品,便於運輸、加工和貯存,使用安全可靠（kào）。
 
　　氨屬於危險化（huà）學品,有強烈的刺（cì）激氣味,易燃、易爆、有毒、有腐蝕,極易溶於水,對皮膚粘膜有刺激和腐蝕作用,高濃度的氨可引起（qǐ）化學性咽（yān）喉炎、肺炎等,吸（xī）入後可引起反射性呼吸停止、心（xīn）髒停搏、直接接觸時可致皮膚凍傷。氨通常儲存在密閉容（róng）器和管道內,即使在使用過程中,也必須處於完好（hǎo）密閉狀態,應采取有效的（de）安（ān）全措施予以（yǐ）防範。
 
　　3.3.2 產品的安全性
 
　　石灰石-石膏法煙氣（qì）脫硫的產品是脫硫石（shí）膏,脫硫石（shí）膏對人體無直接危害,也不存在火災（zāi）、爆炸和中毒危（wēi）險,多用於建築行業,也（yě）用作工業材料,但總體消耗量有限（xiàn）。火電、鋼鐵和冶煉企業均運出廠外,填溝築路,覆土造田;或租地存放,堆積如山,存在潰壩（bà）、塌方的危（wēi）險,應予（yǔ）以防範。硫酸銨為工業產品,廣泛應用於農業生產,不屬於危險化學（xué）品,無（wú）燃燒、爆炸（zhà）、有毒等風險,使用安全、可靠、無不良（liáng）影響。
 
　　3.3.3 工藝的安全性
 
　　與氨法煙氣脫硫工藝相比,石灰石-石膏法不涉（shè）及易（yì）燃、易爆、有毒等危險作（zuò）業,發生（shēng）一般以上事（shì）故的（de）可能性小,無特種工種,無（wú）危險工序（xù）,風險係數低（dī）,安全（quán）優勢大,尤其是非化工從（cóng）業人員對“氨”的人事不足（zú）,認為其安全風險（xiǎn）大,事故（gù）幾率（lǜ）高。因此,火電、鋼鐵和冶煉行業基本上不采用（yòng）氨法而采用石灰石-石膏法（fǎ）脫硫技術。
 
　　3.3.4 環保性分析
 
　　(1)脫硫劑的環（huán）保性
 
　　石灰石屬於天然（rán）原材料,隻需采取簡易（yì）的通風、防塵措施,對環境汙染和健康（kāng）危害小。氨泄漏（lòu）存在汙染作業環境和大氣環境（jìng）的風險,可能危害人體健康和傷害動植物。氨水泄漏應及時用酸中和處理。
 
　　(2)產品的環保性（xìng）
 
　　脫硫石膏是工業廢渣,其回（huí）收利（lì）用（yòng）已成（chéng）為世界性難題,大多數情況下隻能作為工業垃圾予以（yǐ）廢棄（qì）和存放,且隨時存在汙染（rǎn）環境（jìng）的可（kě）能;而硫酸銨是化學肥（féi）料,廣泛應用於農業生產,使硫資源得到再（zài）生利用。顯然,硫酸銨的環保（bǎo）優勢大大高於脫硫石膏。
 
　　(3)工藝的環保性
 
　　氨（ān）法煙氣脫硫工藝較石灰（huī）石-石膏法脫硫工藝具備以下優（yōu）勢:一是大氣汙染小,無（wú）CO2排放（fàng）,SO2排放濃度低,尾氣總排量少;二（èr）是無廢水排放,無需處理;三是灰（huī）泥廢渣排量很少,僅占脫硫石（shí）膏總排量的1%～3%。
 
　　3.3.5 分（fèn）析結論
 
　　氨法煙氣脫（tuō）硫的綜合（hé）優勢很（hěn）大,主要是變廢為寶、低碳環保,可再生利用硫（liú）資源,符合循環經濟發展戰略,這是石灰石-石膏（gāo）法煙氣脫硫技術所無法比擬的。尤（yóu）其（qí）是氮肥和煤化（huà）工企業副產5%～8%廢氨（ān）水,可直接用作脫硫劑,既（jì）解決了廢水處理問題,回收但資源,且無運輸（shū）、裝卸、儲（chǔ）存和使（shǐ）用液氨的安全風險（xiǎn）。這也（yě）是（shì）氮肥、焦化和煤化工等行業采用氨（ān）法煙氣脫硫技術為主的根本（běn）原因。
 
　　4、 建議
 
　　我國硫（liú）資源緊缺,60%需要進口,對外依存度（dù）高。與此同時,我（wǒ）國SO2排放量卻高（gāo）居世界首位,提高SO2利用（yòng）率可大（dà）幅減少硫資源的進口量。通常,大氣中SO2主要來源於煤（méi）炭燃燒,占SO2總排量的94%,而火電廠SO2排放量又占總排量的60%。這裏所指的SO2排放量不（bú）包含已轉化成難以回用（yòng）的脫硫（liú）石膏等含硫廢渣。同時,我（wǒ）國優勢世界氮肥大國,土壤嚴重缺硫,硫銨具有較大的市場潛力。氨法脫硫適合我國國情、負荷循環經濟發展,而且具有脫硫脫硝一體化的特點,其應用前景將越來越廣闊。因此,建議通過行政（zhèng）、立法（fǎ）等手段推（tuī）廣（guǎng）和（hé）普及氨法（fǎ）石灰石-石膏法煙氣脫硫技術;鼓勵火（huǒ）電（diàn）、鋼鐵和冶煉行業實施煙氣脫硫項目的氨法（fǎ）脫硫改（gǎi）造。